Environ. Sci. Technol. 接收朱琳博士生和肖成梁老师关于阳离子骨架去除硒含氧阴离子的工作

     ⁷⁹Se是长寿命的核裂变产物，其半衰期为2.95×10⁵年，由于其化学毒性和长期潜在的放射性危害而备受关注。我国饮用水以及工农业生产过程中可排放废水中硒含量受到严格控制，因此开发有效的硒污染处理方法具有重要意义。在传统吸附法中，无机氧化物的研究较多，比如活性氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、水合氢氧化铁、磁铁矿、针铁矿、四氧化三锰、以及铁锰氧化物等。但由于其表面活性位点比较有限，吸附容量偏低，较难实现工业化应用，因此开发新材料提高其对此硒污染物的吸附容量在实际应用方面都具有一定价值。

图1.Y₂(OH)₅Cl·1.5H₂O对SeO₃^2-/SeO₄^2-的吸附行为

  最近，本团队在环境领域国际顶级期刊Environmental Science & Technology上报导了利用二维无机阳离子骨架材料Y₂(OH)₅Cl·1.5H₂O高效去除SeO₃^2-/SeO₄^2-的研究工作。批实验的结果表明这种层状阳离子骨架材料是目前报导的材料中对SeO₃^2-/SeO₄^2-最有效的吸附剂，吸附容量高达207 mg/g Se(IV)和124 mg/g Se(VI)（图1）。同时对材料的选择性以及重复利用性能也做了研究与评估，发现在低浓度时，竞争离子（NO₃^-, Cl^-, CO₃^2-, SO₄^2-和HPO₄^2-）过量20倍的条件下，吸附后水中剩余SeO₃^2-/SeO₄^2-浓度可达到最严格的饮用水排放标准。同时结合EDS、FT-IR、Raman、PXRD、和EXAFS等表征手段对吸附前后的材料进行表征，揭示了此二维无机阳离子骨架材料对SeO₄^2-的吸附是一个离子交换过程，而对SeO₃^2-的吸附是离子交换和内层络合的机理，且以双齿双核的方式络合（图2）。本工作表明了Y₂(OH)₅Cl·1.5H₂O是一种非常高效的SeO₃^2-/SeO₄^2-吸附材料，具有潜在的应用前景。

图2.Y₂(OH)₅Cl·1.5H₂O吸附SeO₃^2-/SeO₄^2-的机理图

本工作苏州大学核能环境化学研究中心朱琳博士研究生和中科院上海应用物理研究所张林娟副研究员为共同第一作者。肖成梁副教授和王殳凹教授为共同通讯作者。感谢科工局国防基础科研科学挑战计划、中组部“青年千人计划”、国家自然基金“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”重大研究计划、国家自然科学基金委员会优秀青年基金和江苏省杰出青年基金等的资助。